特集:植物メタボロミクス
　特集にあたって・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
大阪大学大学院　工学研究科　応用生物工学専攻　助教授　福﨑英一郎　

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<座談会>
　メタボロミクスの現状と展望　　植物メタボロミクス特集・・・・・・・6

千葉大学大学院　薬学研究院　遺伝子資源応用研究室　教授
　　　　　　　　　　 ;かずさDNA研究所　特別客員研究員
　;理化学研究所　植物科学研究センター　客員主管研究員　 斉藤和季
慶應義塾大学　先端生命科学研究所　助教授 曽我朋義
慶應義塾大学　先端生命科学研究所　所長　;同大学　環境情報学部　教授 冨田　勝
大阪大学大学院　工学研究科　応用生物工学専攻　助教授 福﨑英一郎

・日本発のメタポロミクスベンチャー,「ヒューマン・メタポローム・テクノロジーズ社」
・分析技術の進歩とメタポロミクスの進展
・植物メタポロミクスのビジネス展開の可能性
・メタポロミクスの課題と展望

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　ポストゲノム科学における植物メタボロミクスの実例と課題・・・・19

かずさDNA研究所　植物遺伝子第2研究室　研究員
;植物物質代謝プロジェクト　NEDO 基盤研究チーム　チームリーダー 鈴木秀幸

千葉大学大学院　薬学研究院　遺伝子資源応用研究室　教授
;かずさDNA研究所　特別客員研究員
;理化学研究所　植物科学研究センター　客員主管研究員 斉藤和季

　植物メタボロミクスは植物細胞の網羅的な全低分子代謝産物の解析を行い,ゲノム情報や
タンパク質の機能と対応させることができる科学である。近年の分析機器の技術進歩により,
代謝産物の定量性と検出感度が著しく向上し,1 回の分析当たりの解析可能な代謝産物が格段に
増加した。また,膨大な分析データから科学的な意味を見出す多変量解析などの種々のデータ
マイニング法により,他のポストゲノム科学(ゲノム,トランスクリプトーム,プロテオーム)
との解析データの統合が可能となった。植物メタボロミクスは従来型の代謝物分析と異なり,
網羅的な代謝物プロファイリングによるフェノタイピングとしてとらえ,変異体やストレス下の
細胞に可視的な変化が見えなくてもいかにシステムとして応答をしているかを正確に示すことが
できる。本稿では,植物メタボロミクスの現状と展望について紹介する。

～目次～
1.はじめに
2.メタポローム解析を構成する要因
　2.1　代謝産物の分析手法・技術(Methodology)
　2.2　多変量解析
3.メタポローム解析での各種質量分析機器の特徴と解析例
　3.1　ガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)
　3.2　高速液体クロマトグラフィー質量分析(LC-MS)
　3.3　キャピラリー電気泳動-質量分析(CE-MS)
　3.4　フーリエ変換-イオンサイクロトロン-質量分析(FT-ICR-MS)
　3.5　その他の分析機器
4.植物メタポロミクスの課題
5.おわりに

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　メタボロミクスを志向したクロマトグラフィー分離
-モノリス型シリカカラムによる多次元HPLC の可能性-・・・・・・・・28

京都工芸繊維大学　繊維学部教授 田中信男　
京都工芸繊維大学　大学院　工芸科学研究科　博士　後期課程 小林宏資
京都工芸繊維大学　大学院　工芸科学研究科　博士　前期課程 木村　宏　
京都工芸繊維大学　繊維学部　助手 池上　亨

　メタボロミクスにおけるLC MS への適用を想定して,ミクロHPLC において高い分離能力を
もたらすモノリス型シリカキャピラリーカラムの性能とグラジエント分離条件の最適化,ならび
に高速完全二次元HPLC 分離の可能性について紹介する。

～目次～
1.はじめに
2.ミクロHPLC用モノリス型シリカカラム
　2.1　モノリス型シリカカラムの特徴
　2.2　カラムサイズと検出感度
　2.3　カラム性能と分離の最適化
3.グラジエント溶出
　3.1　モノリス型シリカカラムのメタポローム測定への適用
　3.2　グラジエント溶出の最適化
4.二次元HPLC
　4.1　逆相二次元HPLC
　4.2　逆相HPLCと他のモードとの組み合わせ
5.おわりに

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　Industrial Metabolite Profiling・・・・・・・・・・・・41

Metanomics GmbH & Co KGaA and Metanomics Health GmbH
ScientificDirector Richard N. Trethewey　
大阪大学大学院　工学研究科　応用生物工学専攻　助教授 福﨑英一郎(翻訳)

　代謝物プロファイリングは,新しい手法というわけではないが,工業的アプリケーションに活用
されだしたのは,ごく最近のことである。技術の進歩により,プロファイルできる代謝物の数と種類
が増えてきた。メタノミクス(Metanomics)社では,GC MS およびLC MS/MS を用いた代謝物プロ
ファイリングのハイスループットプラットフォームをすでに構築しており,ファンクショナル・ジェ
ノミクスプロジェクトに活用している。筆者らのプロジェクトは,最終的には,含有成分が改善され
た穀物植物の分子育種を目指している。加えて,代謝物プロファイリングは,栄養学,医化学,薬学
等の諸分野において応用展開が重要視されている。

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　Phenomenome Discoveries Inc.の紹介・・・・・・・47
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Phenomenome Discoveries Inc. Postdoctoral Scientist 山崎泰代　

　カナダのPhenomenome Discoveries Inc.(PDI)の紹介記事である。初めに,メタボローム
解析の概要,メタボローム分析に用いた装置の特長について解説する。続いて,PDI 独自のメタ
ボローム解析技術を,実際の研究例とともにわかりやすく紹介する。

～目次～
1.はじめに
2.FT-ICR-MSの測定原理
3.網羅的代謝物解析技術(DISCOVAmetricsTM)
　3.1　PDIの網羅的代謝物質解析技術
4.代謝物質解析プログラム((DISCOVArrayTM)
5.DISCOVAmetricsTMを用いた研究例の紹介
6.おわりに

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　植物メタボロミクスの可能性と技術的問題・・・・・・・・55

大阪大学大学院　工学研究科　応用生物工学専攻　助教授 福﨑英一郎
大阪大学大学院　工学研究科　応用生物工学専攻
;日立造船(株)　技術部　技術研究所　要素技術研究センター　
NEDO 委託事業　博士　研究員　 馬場健史
大阪大学大学院　工学研究科　応用生物工学専攻　教授 小林昭雄　

　
～目次～
1.はじめに
2.メタポロミクスの分類
3.メタポロミクスの技術要素
　3.1　植物の栽培
　3.2　サンプリング
　3.3　誘導体化・前処理
　3.4　分離分析
　3.5　データの変換
　3.6　多変量解析によるデータマイニング
4.メタポロミクスのツールとしての可能性
　4.1　定量性と解像度のどちらが重要か?
　4.2　フォーカスすべきか,網羅的にすべきか?
　4.3　フィンガープリンティングはどのような場合に有用か?
　4.4　メタポロミクスのデータの再現性について
　4.5　志向的メタポロミクス
5.おわりに

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BIO　R&D
　細胞内シグナル伝達分子の動態解析を目指した新規均一系免疫測定法の開発・・・・・・・70

東京大学大学院　工学系研究科　化学生命工学専攻　教授　 長棟輝行　
東京大学大学院　工学系研究科　化学生命工学専攻　助教授 上田宏
東京大学大学院　工学系研究科　化学生命工学専攻　講師 新海政重　　
栄研化学(株)　生物化学研究所　リーダー 柴田典緒　　
栄研化学(株)　生物化学研究所　研究員 大廣義幸　　

　細胞が外界の刺激に反応してシグナルを伝達する際に,シグナル伝達タンパク質間の相互作用
およびそのリン酸化がきわめて重要な役割を担っていることが分かってきた。本稿では,このよ
うな細胞内シグナル伝達分子の動態解析への応用を目的として開発した新規免疫測定法について
紹介する。

～目次～
1.はじめに
2.蛍光共鳴エネルギー移動(Fluorescence Resonance Energy Transfer ; FRET)を用いた
タンパク質間相互作用検出技術
3.既存の免疫学的測定法
4.Enhanced FRET法
5.抗ヒトアルブミン抗体ScFv断片を用いたEnhanced FRET Immnoassay
6.lgGを用いた Enhanced FRET法
7.本測定法の細胞内シグナル伝達解析への応用


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　チャーガ(カバノアナタケ)熱水抽出物の抗酸化能並びに殺細胞効果・・・78

鈴鹿医療科学大学大学院　保健衛生学部　学部長　教授 鈴木郁功
鈴鹿医療科学大学大学院　保健衛生学部　医療栄養学科　学科長　教授 野路雅英
鈴鹿医療科学大学　保健衛生学部　医療栄養学科　研究員 林　征雄

　チャーガの熱水抽出物はロダン鉄法で陽性標準物質であるTrolox と同程度の抗酸化作用を示し,
ルミノール法の場合は高いラジカル消去能が観察された。また,マウスの白血病細胞L1210 に対し
てIC50=3.3ng/μl の低濃度で高い殺細胞効果を示した。以上の結果から,チャーガ熱水抽出物中
には少なくともラジカルスキャベンジャーとして働く物質が含まれていることが示唆された。


～目次～
1.はじめに
2.実験
　2.1　材料
　2.2　測定法
3.結果と考察
4.おわりに

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連載:宇宙環境を利用したバイオ技術
　落下施設を利用した微小重力実験・・・・・・・・84

(株)日本無重量総合研究所　技術部　主任研究員(統括) 田川幸男
(株)日本無重量総合研究所　専務取締役 須田幸暉

　近年,小型ロケットやスペースシャトルなどによる微小重力実験が行われ,多くの科学的知見が
得られている。そして現在,建設途中ではあるが,国際宇宙ステーションを利用した本格的な宇宙
環境利用の時代を迎えようとしている。こうした宇宙実験へのステップとして地上研究の蓄積や実験
が重要である。落下塔を利用した微小重力実験はこうした宇宙実験の予備実験としても重要な役割を
担っている。また,様々な研究分野において微小重力環境を利用することにより,これまで困難であ
った現象解明や新たな知識の獲得に大きな貢献が期待できる。今後,多くの研究者の方々に広く利用
していただくため,落下施設の概要と利用に関するガイドラインについて紹介する。

～目次～
1.はじめに
2.落下実験施設
　2.1　真空チューブ
　2.2　落下カプセル
　2.3　その他
3.インターフェース
　3.1　機械的インターフェース
　3.2　電気的インターフェース
　3.3　情報・通信インターフェース
　3.4　その他の留意事項
4.実験の流れ
　4.1　準備
　4.2　落下実験
　4.3　撤収
5.おわりに